为什么同一文件中的全局符号需要重新定位？

我有一个用于测试的 C 程序：a.c

int a = 0;

static int fa_local()
{
    a = 78; 
    int b;
    int c;
}

int fa_global()
{
    a = 7777;
    fa_local();
}

int test()
{
    a = 6666;
    fa_global();

}

这是构建后的重定位表：

[freeman@centos-7 link_symbol_test]$ gcc -c a.c
[freeman@centos-7 link_symbol_test]$ readelf -r a.o

Relocation section '.rela.text' at offset 0x5d0 contains 4 entries:
  Offset          Info           Type           Sym. Value    Sym. Name + Addend
000000000006  000900000002 R_X86_64_PC32     0000000000000000 a - 8
000000000016  000900000002 R_X86_64_PC32     0000000000000000 a - 8
000000000030  000900000002 R_X86_64_PC32     0000000000000000 a - 8
00000000003e  000a00000002 R_X86_64_PC32     0000000000000010 fa_global - 4

重定位入口是test()中的函数调用fa_global()，其偏移量为00000000003e。

[freeman@centos-7 link_symbol_test]$ objdump -dS a.o:

0000000000000010 <fa_global>:

int fa_global()
{
  10:   55                      push   %rbp
  11:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
    a = 7777;
  14:   c7 05 00 00 00 00 61    movl   $0x1e61,0x0(%rip)        # 1e <fa_global+0xe>
  1b:   1e 00 00 
    fa_local();
  1e:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
  23:   e8 d8 ff ff ff          callq  0 <fa_local>
}
  28:   5d                      pop    %rbp
  29:   c3                      retq   

000000000000002a <test>:

int test()
{
  2a:   55                      push   %rbp
  2b:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
    a = 6666;
  2e:   c7 05 00 00 00 00 0a    movl   $0x1a0a,0x0(%rip)        # 38 <test+0xe>
  35:   1a 00 00 
    fa_global();
  38:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
  3d:   e8 00 00 00 00          callq  42 <test+0x18>
}
  42:   5d                      pop    %rbp
  43:   c3                      retq

对于 fa_global()，它位于同一个文件中。

为什么这个符号需要重新定位， 而静态符号 fa_local() 则不然？

2017.9.12更新：优化后的汇编代码

[freeman@centos-7 relocation_test]$ gcc -fno-inline -O2 -c a.c
[freeman@centos-7 relocation_test]$ objdump -dS a.o

a.o:     file format elf64-x86-64


Disassembly of section .text:

0000000000000000 <fa_local>:
   0:   c7 05 00 00 00 00 4e    movl   $0x4e,0x0(%rip)        # a <fa_local+0xa>
   7:   00 00 00 
   a:   c3                      retq   
   b:   0f 1f 44 00 00          nopl   0x0(%rax,%rax,1)

0000000000000010 <fa_global>:
  10:   31 c0                   xor    %eax,%eax
  12:   c7 05 00 00 00 00 61    movl   $0x1e61,0x0(%rip)        # 1c <fa_global+0xc>
  19:   1e 00 00 
  1c:   eb e2                   jmp    0 <fa_local>
  1e:   66 90                   xchg   %ax,%ax

0000000000000020 <test>:
  20:   31 c0                   xor    %eax,%eax
  22:   c7 05 00 00 00 00 0a    movl   $0x1a0a,0x0(%rip)        # 2c <test+0xc>
  29:   1a 00 00 
  2c:   e9 00 00 00 00          jmpq   31 <test+0x11>

但我仍然看到重定位条目：

000000000000002d R_X86_64_PC32 fa_global-0x0000000000000004

fa_local是一个函数。编译器可以确定其距调用点的偏移量。它对调用指令使用PC相对寻址模式，因此不需要绝对地址，可以直接发出代码。

相反，a符号位于内存的不同部分，这是一个可写段，其偏移量在编译时无法确定。链接器在重定位阶段执行此操作。